Avalia os teus conhecimentos

Avalia os teus conhecimentos 1 Considera as frases que se seguem. A Um corpo em movimento possui energia, mas quando está parado não tem energia. B O carvão é energia. C Só os combustíveis possuem energia. D Qualquer corpo possui energia. 1.1 Selecciona a única frase que traduz uma afirmação verdadeira. 1.2 Justifica as que consideraste falsas. 2 Identifica a fonte de energia em cada uma das situações A, B, C e D. As palhetas do radiómetro de Crookes movem-se quando iluminadas pela lâmpada. O bico do fogão acende enquanto há gás na garrafa. O gelo derrete em contacto com a água quente. A bola inicia o seu movimento. A B C D 3 As fontes de energia podem ser primárias, secundárias, renováveis e não renováveis. 3.1. Indica as designações atribuídas às fontes de energia caracterizadas em A, B e C. A Fontes de energia que uma vez utilizadas só serão repostas a muito longo prazo. B Fontes de energia obtidas a partir de outras que existem na Natureza. C Fontes de energia que são continuamente repostas à medida que as utilizamos. 3.2. Classifica cada uma das seguintes fontes de energia. Petróleo bruto Sol Gás natural Corrente eléctrica Urânio Gasolina 4 Explica por que motivo se diz que os sistemas A, B e C possuem energia potencial. A A água retida numa albufeira. B A gasolina contida no depósito de um automóvel. C Uma tira de borracha esticada. 5 Considera as situações A e B. Indica, em cada situação, qual dos automóveis possui mais energia cinética. Justifica. A B Z W Os automóveis e são iguais. move-se à velocidade de 60 km/h e a 100 km/h. Os automóveis Z e W movem-se à mesma velocidade. A massa de Z é 900 kg e a massa de W 1800 kg. 262

CAPÍTULO III ENERGIA 6 Observa a figura 1 e completa as frases A e B. A Entre os veículos e, o que tem maior energia potencial gravítica é porque. B Entre os veículos e Z, o de maior energia potencial gravítica é porque. Z Fig. 1 7 Completa correctamente as frases que se seguem utilizando as palavras aumenta, diminui, mantém-se. A Quando desces uma rampa com velocidade cada vez maior, a tua energia cinética e a energia potencial. B Quando te deslocas numa estrada plana e começas a travar, a tua energia cinética e a energia potencial. C Quando sobes as escadas a correr, sempre com a mesma velocidade, a tua energia cinética e a energia potencial. 8 A figura 2 representa o pêndulo de um relógio em três posições diferentes, I, II e III. Em I a velocidade é nula e em II é máxima. Nas frases seguintes selecciona as hipóteses que permitem obter afirmações correctas. A Em I, a energia potencial gravítica é máxima/mínima. B Quando o pêndulo se move de I para II, a energia potencial gravítica/cinética diminui e a energia potencial gravítica/cinética aumenta. C Em II, a energia potencial gravítica é máxima/mínima, mas a energia cinética é máxima/mínima. D Quando o pêndulo se desloca de II para III, a energia potencial gravítica/cinética diminui e a energia potencial gravítica/cinética aumenta. III Fig. 2 II I 9 Um relógio de corda possui uma mola que fica completamente enrolada depois de se lhe dar corda (fig. 3). 9.1 Indica: 9.1.1 o nome da energia acumulada na mola enrolada. 9.1.2 o nome da energia dos ponteiros em movimento. 9.2 Diz o que acontece à energia potencial da mola enquanto faz movimentar os ponteiros do relógio. 12 9 3 6 10 Completa correctamente as igualdades que se seguem: Fig. 3 A 0,5 kj = J B 0,26 MJ = J C 50 MJ = kj D 0,2 MJ = kj E 3500 kj = MJ F 200 J = kj 263

11 Um corpo cedeu 3000 J de energia a um corpo. O conjunto dos dois corpos forma um sistema isolado. 11.1 Destes dois corpos indica qual é o receptor e qual é a fonte de energia. 11.2 Das hipóteses seguintes selecciona as que indicam como variou a energia destes corpos. A Aumentou 3 kj. B Aumentou 1,5 kj. C Diminuiu 1,5 kj. D Diminuiu 3 kj. 12 Uma máquina consumiu 24 000 J de energia durante 20 s de funcionamento. 12.1 Calcula a potência desta máquina. 12.2 Calcula o valor da energia consumida pela máquina durante 20 minutos. Apresenta o resultado em J e em kwh. 12.3 Sabendo que cada kwh custa 10 cêntimos, calcula o preço da energia consumida na situação anterior. 13 Uma lâmpada de poupança de energia de 20 W ilumina tanto como uma lâmpada de incandescência de 100 W. 13.1 Qual é o nome da grandeza física cujos valores se indicam? 13.2 Supõe que a lâmpada de incandescência está ligada 4 horas por dia. Calcula o valor da energia consumida pela lâmpada de incandescência: 13.2.1 durante um dia; 13.2.2 durante um mês (30 dias). 13.3 Calcula o valor da energia consumida pela lâmpada de poupança durante um mês, supondo que está acesa também 4 horas por dia. 13.4 Calcula o valor da energia que se poupa ao fim de um mês se, em vez da lâmpada de incandescência, se usar a lâmpada de poupança de energia. 14 Durante o seu funcionamento, uma máquina recebeu 2000 J de energia e produziu 1200 J de energia utilizável. 14.1 Indica os valores da energia útil, da energia motora e da energia dissipada. 14.2 Completa o esquema ao lado, escrevendo nas setas as designações e os valores adequados da energia. Fig. 4 15 Um motor de potência útil 1200 W recebe, para funcionar, 900 kj de energia eléctrica por minuto. Calcula, na unidade SI, os valores da energia útil, da energia motora e da energia dissipada pelo motor durante um minuto de funcionamento. 16 Observa atentamente a figura 5. A água contida no recipiente da figura precisa de receber 350 000 J de energia para ferver. Para isso, o disco eléctrico tem que estar ligado 6 minutos. Fig. 5 1500 W 264

CAPÍTULO III ENERGIA 16.1 Calcula o valor da energia fornecida pelo disco eléctrico durante 6 minutos de funcionamento. 16.2 Compara o valor que obtiveste em 16.1 com o valor da energia necessária para ferver a água e dá uma explicação para o facto de esses valores serem tão diferentes. 16.3 Calcula o valor da energia dissipada durante este processo de aquecimento. 17 Completa a tabela que se segue, calculando os valores de e. Máquina Rendimento E. motora E. útil Motor a gasolina 25% 2000 J Motor eléctrico 80% 3500 J 18 Considera três motores A, B e C com as seguintes características: Motor A Motor B Motor C Energia motora em 2 s: 1500 J Energia dissipada em 2 s: 300 J Energia consumida em 10 s: 20 000 J Energia útil em 10 s: 18 000 J Energia útil em 5 s: 8000 J Energia dissipada em 5 s: 1000 J 18.1 Calcula: 18.1.1 a energia útil do motor A durante 2 s. 18.1.2 a energia dissipada pelo motor B em 10 s. 18.1.3 a energia consumida pelo motor C durante 5 s. 18.2 Indica qual dos três motores tem maior rendimento. Justifica com os cálculos. 19 As sensações de quente e de frio que temos ao tocar os objectos relacionam-se com transferências de energia devidas a diferenças de temperatura. Classifica cada uma das afirmações seguintes como verdadeira ou falsa. Corrige as falsas. A Quando sentimos que um objecto está quente é porque a sua temperatura é superior à do nosso corpo. B Quando tomamos um chá, sentimos que está quente devido ao calor que é transferido do nosso corpo para o chá. C Quando sentimos que um objecto está frio é porque a temperatura do nosso corpo é inferior à do objecto. D Quando comemos um gelado, sentimos que está frio devido ao calor que é transferido do gelado para o nosso corpo. E Quando tocamos num objecto e não temos a sensação de quente ou de frio é porque não há transferências de calor. Temperatura de Temperatura de 20 Um corpo foi colocado em contacto com um corpo que se encontrava a maior temperatura, até se atingir o equilíbrio térmico (fig. 6). Para esta situação, completa as afirmações seguintes. Fig. 6 A Houve transferência de energia como calor do corpo para o corpo. B A energia cedida pelo corpo é energia recebida pelo corpo. C A temperatura do corpo. D Quando se atinge o equilíbrio térmico, a temperatura do corpo é temperatura do corpo. 265

21 Observa atentamente a figura 7. 21.1 Indica a qual das esferas, A ou B, é necessário fornecer mais energia como calor para produzir nas duas a mesma elevação de temperatura. Justifica. 21.2 Supondo que se fornece a mesma energia como calor às esferas A e C, indica qual delas aumenta mais a sua temperatura. Justifica. A Ferro c = 0,46 J / g o C Fig. 6 m = 20 g m = 40 g m = 20 g B Ferro c = 0,46 J / g o C C Prata c = 0,23 J / g o C 22 Faz a correspondência correcta entre as colunas 1 e 2. Coluna 1 Processo de transferência de energia como calor característico dos sólidos. Processo de transferência de energia que não necessita de suporte material. Processo de transferência de energia como calor próprio dos líquidos e gases. Coluna 2 Condução Convecção Radiação 23 Se andares descalço sobre o chão de mosaico, sentes frio; se pousares os pés numa barra metálica, ainda sentes mais frio; mas se te colocares sobre o tapete, ficas mais confortável, embora todos os materiais estejam à mesma temperatura. Explica estes factos com base nos teus conhecimentos sobre a condutibilidade térmica dos materiais. 24 A figura 8 representa uma barra metálica na qual estão coladas, com cera, algumas esferas metálicas. Após algum tempo de aquecimento, as esferas vão começar a cair. 1 2 3 4 5 24.1 Explica por que motivo caem as esferas. 24.2 Indica por que ordem caem as esferas. 24.3 Diz, justificando, se as observações seriam as mesmas no caso de a barra ser de vidro. Fig. 8 Soluções Avalia os teus conhecimentos 1.12.1 P = 1200 W 1.12.2 E = 1 440 000 J E = 0,040 kwh 1.12.3 4 cêntimos 13.2.1 E = 0,4 kwh 13.2.2 E = 12 kwh 1.13.3 E = 2,4 kwh 1.13.4 E = 9,6 kwh 1.15 E u = 72 000 J E m = 900 000 J E d = 828 000 J 16.1 E = 540 000 J 16.3 E d = 190 000 J 1.17 x = 500 J y = 4375 J 18.1.1 P u = 1200 W 19.1.2 E d = 2000 J 18.1.3 E m = 9000 J 1.18.2 ηa = 80% ηb = 90% ηc = 89% 266